目录介绍:
- 1、「好书推荐」斯蒂芬·霍金—《大设计》
- 2、我们生活的宇宙“并不是真实的”?科学家:人类活在虚拟世界里
- 3、我们的世界是真实的还是虚拟的?有什么科学依据?
- 4、当年的双缝干涉实验,为啥被誉为人类历史上最恐怖的实验?
- 5、神级预言黑客帝国,我们真的是生活在虚拟世界中吗?
- 6、双缝实验为什么恐怖 原因是什么
「好书推荐」斯蒂芬·霍金—《大设计》
斯蒂芬·霍金 -《大设计》
本书简介: 《大设计》描述了宇宙不仅具有单独的存在或历史,而且同时存在每种可能的历史。我们因观察历史而创造历史,而非历史创造我们。霍金给出了宇宙不需要“设计”的解释。用“无边界条件”来取消了“宇宙创生之前发生了什么”这个问题。即在早期宇宙的极端条件下,时间维被扭曲得好像一个空间维,也就是说那时有四维空间而没有时间。也就不存在“之前”的问题。进一步,早期宇宙处于量子态,而它的历史则是所有满足“无边界条件”的历史叠加的结果。一个量子的宇宙可以自发地诞生。
作者简介 : 斯蒂芬·霍金 ,任 剑桥 大学 卢卡斯 数学教授达30年之久,获得许多奖项和荣誉。出版过《时间简史》、《 霍金 讲演录》、《 果壳中的宇宙 》等科技前沿书籍。列纳德·蒙洛迪诺,美国著名理论物理学家,和霍金曾经合著过《 时间简史 (普及版)》、《大设计》,代表作有《潜意识:控制你行为的秘密》、 《醉汉的脚步》 、《欧几里得的窗口》、《费恩曼的彩虹——物理大师的最后24堂课》。
推荐理由 :为什么会有一个恰好适合人类生存的宇宙?这是人类所能提出的最大、最难解、历代哲人、科学家探寻的问题。它是被上帝“设计”出来的吗?哲学家及宗教人士追问这个问题是为了获得“内心的平安”,但物理学家不同,他们有一套非常不同的逻辑,让你重新理解生命、自然和宇宙的存在。
内容简介 :一、本书共有8章。从三个方面来把握。一、我们生活的世界真的存在吗?二、历史并非唯一;三、我们的世界为什么是现在这个样子?
一、 我们生活的世界真的存在吗?
本书的一开头就毫不客气地指出哲学已死。作者认为哲学的发展脚步完,已经跟不上现代科学了,尤其是跟不上物理学。那面曾经追求生命意义的大旗也从哲学家手里交到了科学家手里。一个具有基本科学素养和追求的人,想要正三观,首先那就别怕毁三观,正所谓不破不立。
大约在十年前意大利蒙扎市议会接到了一个提案,提案的倡议者说,应该禁止养金鱼的人把金鱼养在弯曲的鱼缸里。无论是圆形的还是椭圆形的浴缸,反正是曲面的就不行。为什么提出这么奇怪的要求呢?原来是这些人认为,金鱼通过曲面的鱼缸所观察到的外部世界是扭曲的,这对金鱼来说实在是太残酷了,属于虐待动物,所以应该禁止。
引出思考:你怎么知道我们人类所观察到的世界就是没有被扭曲过的呢?难道我们人类就不能处于某一个巨大的鱼缸之中吗?谁敢说我们的处境就一定比金鱼强?霍金一口气提出了三个问题到底想表达什么意思呢?
首先,意大利人那对金鱼的担心似乎是多余的。
举例说明,我们观察到一个自由物体在一条直线上运动,但是,在金鱼眼里,由于它很不幸的被关在了圆形的鱼缸中。所以它看到的是一个自由物体在沿着一条曲线运动。但尽管如此,我们就可以说金鱼的世界被扭曲了吗?其实不然,金鱼一样可以从它们变形后的参照系中去发现和表述科学定律。这些定律不仅成立,还能够预言该物体的未来运动。所以我们没理由说说金鱼眼中看到的世界就是不真实的。如果理解上面的这个例子,你就将面临下一个无比巨大的、而且折磨心智的问题。
我们生存的这个世界难道就一定是真实的吗?电影《黑客帝国》向我们展示的就是这么一种另类的现实,影片中的人类不知不觉地生活在了由超级电脑制作的模拟现实之中。如同《西部世界》描述的虚拟而又真实的世界。
如果真有外星人,或者是比我们更加高级的智慧生命在控制我们,只要他们保持使用一贯的物理定律,那我们根本就察觉不到。
几十年以来,宇宙学家和物理学家一直在试图寻找一种终极理论,用来统驭我们这个世界里面所有的物理现象,到目前还没有结果。但是在研究的过程中不断地发展出了各种理论。每种理论对于世界都有一套自己的描述方法。如同透过不同的圆形鱼缸观察世界类似。什么是真实?自从柏拉图开始,都是历代哲学家争论不休的问题。
经典科学认为,一个真实的外部世界,它的性质是确定的,并且与感知它的观察者无关。也就是说,无论是观察者还是被观察的对象都是这个客观存在的世界的一部分 。比如,你正在读书,别人也年看到你正在读书。就算没有人看你,你还是在读书。你看与不看,我都在那读书。这就是经典科学的真实。
在哲学中被称为实在论和唯实论。几千年以来这套实在论那都无比正确。但是在本书中,霍金为我们展示了一个极为不同的世界。根据精确描述自然的量子物理原理, 除非一个粒子的位置,或者速度被一位观察者测量到。否则这个粒子既不拥有确定的位置也不拥有确定的速度。换句话说,当没有任何人看到你的时候,你可能出现在宇宙中的任何地方。
如《金刚经》所言,一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应作如是观。
二、 历史并非唯一。
既然现实变得很可疑,那么历史又将如何呢?
霍金又抛出了第二个毁三观的理论,就是历史也并非唯一。历史是什么?历史应该是已经发生过的唯一的,而且是确定的事实,不可能更改。但是在霍金眼中却不是这样。
关于这个理论有一个很著名的实验:物理学家把分子当成足球儿不断地射向一面墙。而墙上有两道刚好可以让分子通过的缝隙,结果打在墙上的球会反弹回来。只有碰巧射中了缝隙的球才能通过,而且会留下一个落点的痕迹。这个实验被称为双缝实验。物理学家通过这个实验发现了一个用经典科学解释不了的现象。那就是某些穿过墙的分子居然落在了它根本不可能出现的地方。这就为我们揭示了量子物理的三个重要特性。
第一,微观粒了具有波粒二象性.也就是说它既是一个粒子,也具有波的运动方式。第二,是不确定性.你把一个粒子的速度测量的越准,那么他的位置就越不准。反之亦然。具体来说,假如你把一个分子一脚踢飞,无论你的脚法多好,你也无法预知它将落在何处。理论上它可能出现在宇宙的任何位置。但是如果你不停的踢,那么你将得到一组数据显示这些分子将出现在不同地方的概率。
为什么足球比赛里从来没有出现过这种怪事儿呢?这就是微观世界和宏观世界的区别。虽然我们每个人、每个足球都是由原子组成,但是宏观物体,即使是细菌,也要遵守牛顿的经典物理。这种现象在科学界其实并不罕见。比如我们在研究大脑的时候就会发现,单个神经元的反应几乎不能成为人脑反应的前兆。但是千亿个神经元组合起来,人类具有了思维和感知。
量子物理的第三个特性就是观测系统必然会改变其过程。也就是说进行一次观测,你就必然会和你正在观测的对象产生相互作用。 那就不能默默地看着观测对象吗?事实上不可能默默。书中的给出的解释非常清楚。我们最常用的观测方法就是看,你要想看到某样东西,至少得先把一束光打在它的身上。这就等于使用光子去撞击观测对象,虽然产生的效应极其微小,但是你必须得承认。还是改变了对方的本来状态。
所以我们以后可不能随便看人,对方会说你拿光子在砸他。
牛顿的理论解释历史是过去的、唯一的、确定的一系列事件。比如你摔碎了手机,碎了就是碎了,不可能完全复原。不仅是碎了,你还能找出为什么摔的原因,可能是手滑也有可能生气故意摔的。也就是说牛顿定律允许人们计算出过去的完整图像。
但是在双缝实验结果告诉我们,当有人观测的时候你可以确定球的位置,但是,在你没有观测的时候球实际上球飞过了所有可能的路径。无论你怎么观测,总有看不到的时候,所以那个分子没有单一的过去和历史。所以由分子组成的宇宙也一样。甚至可以说历史是没有确定形状的,意味着你此刻对于一个系统进行的观测,也将会影响它的过去。
一束从几十亿年前射来的光,在我们不观测时,它可以形成双缝实验的多条条纹,证明它的历史在不确定中,但我们观测后,多条条纹变成了两条,它的历史才确定下来,也就是说我们在今天通过观测来影响了历史。
所以微观世界和宏观世界遵循的是不一样的。
三、 我们的世界为什么是现在这个样子?
霍金在颠覆了现实和历史之后就开始要颠覆宇宙。
古老的传说:中非波桑歌人的传说,太初只有黑暗、水和伟大的天神奔巴。一天,奔巴胃病发作,呕吐出太阳。一会儿,太阳灼干了一部分水,留下大地。可是奔巴仍然胃痛不止,又吐出来月亮和星辰,然后吐出一些动物:豹、鳄鱼、乌龟……最后是人。
墨西哥和中美洲的玛雅人描述在创生之前的类似时期。那时存在的一切是海洋、天空和造物主。造物主创造了土地、山岳、树林和大多数动物,但他不快活,因为没有赞美者。由于动物不能说话,他决定创造人类。他先用泥土做人,但他们只能胡说。他将他们溶掉,再试,这回用木头塑造出人来。但那些人很笨,他决定将其毁灭,但他们逃进树林,逃窜途中受到一些伤害后发生了些许的改变,创生了当今知道的猴子。那次惨败之后,最终造物主找到了一个方案,用白色玉米和黄色玉米造出人类。然后开始去尝试着回答自身的来历问题,为什么会存在一个宇宙?为什么世界是现在这个样子?
虽然很难说清楚,却在一点一点地塑造我们的人类文明。第一个真正具有科学依据的宇宙开端学说产生于1920年代。哈勃通过望远镜发现宇宙正在膨胀。如果这是真的,那么倒退回去,宇宙在过去就应该是很小,小到一个极限就有了大爆炸理论。似乎是靠谱的理论。但书中说历史不是唯一的,现在又说宇宙是大爆炸形成的,这不是自相矛盾吗?关键是单个粒子不具有唯一的历史,也就是说当它从一个点运动到另外一个点的时候,它其实是同时采用了连接这两点的所有可能路径。如果这个理论被运用到宇宙起源上, 我们就应该说,宇宙是以所有可能的方式开始的。 这个所有可能的方式包括我们已知和未知的。也就是说我们这个宇宙碰巧赶上了大爆炸的这种方式,而其他方式则对应在另外的宇宙中。
那些宇宙中仅有一些是与我们这个类似,绝大多数都和我们完全不同。这个差异不是细节上的,而是翻天覆地的,就连自然法则都迥然不同。所以我们也不必去绞尽脑汁去想象让它们,这种理论通常就被称为多重宇宙理论。
实际上就是理查德·费恩慢的历史求和或可择历史理论。这种可择历史的观点的同时也解决了了很多让我们困惑的问题。比如我们这个世界为什么就是现在这个样子?就好像是在问为什么现任教皇不是中国人,明明中国人比德国人多。教皇是中国人的概率更大才对。
比如我向你走来,但是有各种各样的影子在周边出现,直到你触碰了我,我才能确定了我的历史路径。宇宙也是一样,宇宙没有A这个确定的点,所以,它有各种可能的起点,蔓延到今天,而因为今天,我们的此时此刻,也并不是确定的状态。想象一下,我们的微观世界里,电子突然在轨道消失,又突然出现,或者同时存在于几个地方,所以A点(开始)有无数个,B点(此刻)也有无数个,所以宇宙的历史并不确定,整个时间线都在震动当中,只是有一些状态的概率值更高,而当我们观测了一个状态,回溯它的路径,这个物体或事件的历史才确定下来。
虽然宇宙具有无数多种可能,但是像我们这样的能够诞生生命的宇宙其实非常的稀罕。罕见到简直是真象有一个上帝特意设计出来的一样。
传说在我们夏朝时期,宇宙环境突然改变,天空中出现了十个太阳。其灼热程度使地球上的居民痛苦不堪。于是皇帝命令著名的弓箭手后羿去搞定这件事儿。后羿果然不负众望,射下来九个太阳,最后一个吓得魂飞魄散,从此规规矩矩按时打卡上下班儿一直到今天,善良、勇敢的中国人又一次拯救了地球。说明我们的先人很早就了解到十个太阳对于人类来说那是一件很不友善的事儿。
其实天空中大约有一半儿的星系都是多恒星系统。在它们的信息里边儿两个太阳是最少的。所以我们这个太阳系真是太幸运了,那是很多巧合凑在一起的无敌幸运星系。
首先,我们来了解地球轨道的偏心率。牛顿定律的允许行星轨道要么是圆的要么是是椭圆的。偏心率了就是用来描述一个圆被挤成椭圆的程度,用0到1之间的数字来表示。偏心率接近0说明是很圆,接近于1就说明是很扁。如果地球的轨道很扁会怎么样?那我们在绕着太阳公转的过程中就会有时候离它很近,被烤死了,有时候又离得很远,被冻死了。幸运的是地球轨道的偏心率仅0.02,几乎就是个圆形。而水星的偏心率呢0.2。它在近日点时的温度会比在远日点时的温度高93.3摄氏度。
太阳系的第二个幸运属性就是在与太阳的质量和我们距离它的位置。我们都知道恒星质量决定了其释放出的能量的大小。在距离不变的情况下,太阳的质量,只要上下调整20%。地球就会比火星更冷,或者比金星更热。如此精巧这难道不是上帝他老人家安排的吗?,其实,不是因为太阳系特别好,人类一定会出现,而是因为人类出现了才发现太阳系原来这么好。也就是说,我很存在的这个事实已经限制了周围环境必须具备的某些的特征。这被称为弱人择原理,为什么叫弱人择原理?
为了让人类诞生宇宙,宇宙必须包含碳原素。而碳元素在恒星之中由加热更轻的元素产生的。然后碳还必须在一次超行星爆发中通过太空散射,在新一代的太阳系里边儿凝聚成行星的一部分。1961年,物理学家罗伯特·迪克就论证出完这个过程了至少要花100亿年。所以,因为我们出现了,宇宙那就至少得有那么老。
另一方面,宇宙也不能比100亿年老太多。因为在遥远的将来,恒星的所有燃料都会用光。所以宇宙必须是差不多100多亿年那么老。现在我们知道,人类测算的大爆炸就发生在137亿年前。之所以称为弱人择,就是因为我们只能生存在这么多巧合的环境之中,而这和我们自身的生命力基本上没啥关系。
既然有弱人择原理,那有没有强人择原理?所谓强人择原理,根据宇宙大爆炸的最初情况来推断。碳元素早晚一定会出现的。而恒星动力学又决定了某些恒星一定会爆炸。而且一定会把众元素抛洒到太空中的方式爆炸,并且规定它们一定会凝聚成新一代的恒星。所有这一切都会遵循自然法则而发生。你可以说这是个巧合,也可以说是必然的结果。当然大多数物理学家都不太重视这种说法,因为它实在是很牵强,即使自然法则允许有生命出现,也不一定就在地球上,况且也解释不了为什么生命会长成现在这个样子。
因为从碳的形成到生命形成,需要无比复杂的物理、化学、生物反应过程。其中任何一项只要微调1%生命都不可能出现。所以不是生命的出现是多么有道理,而是我们恰巧出现在这个允许生命存在的宇宙中。这就是多重宇宙的理论
它是建立在宇宙无边界的条件下满足了现代宇宙学中许多理论的苛刻条件之后,得出的一个顺理成章的结果。其中的推导过程很精彩,强烈推荐读者亲自去阅读这本儿《大设计》。
还有11维度存在的M理论,以及一张纸、一支笔,能够玩儿一年的生命游戏等等,不仅能够让你重新认识宇宙和自然,更让你从一个更高的维度来重新审视生命的意义。
精典语句摘录 :
哲学已死 :我们个人存在的时间都极为短暂,其间只能探索整个宇宙的小部分。但人类是好奇的族类。我们惊讶,我们寻求答案。生活在这一广阔的、时而亲切时而残酷的世界中,人们仰望浩渺的星空,不断地提出一长串问题: 我们怎么能理解我们处于其中的世界呢?宇宙如何运行?什么是实在的本性?所有这一切从何而来?宇宙需要一个造物主吗?我们中的多数人在大部分时间里不为这些问题烦恼,但是我们几乎每个人有时会为这些问题所困扰。 按照传统,这是些哲学要回答的问题,但哲学已死。哲学跟不上科学,特别是物理学现代发展的步伐。在我们探索知识的旅程中,科学家已成为高擎火炬者。
宇宙叠加 :宇宙并不具有单一的存在或历史,而是每种可能的宇宙版本在所谓量子叠加中同时存在。
存在概念 :不存在与图像或理论无关的实在概念
为了便于理解本书,特附上《万万没想到》-万维刚著的“物理学的逻辑和霍金的答案” 一文对本书的解读:
霍金在书中使用物理学的一些最新进展,比如M理论和他本人在量子引力方面的研究成果作为论据,对这些大问题给了一个相当说得过去的答案。然而在专业的物理学家看来,这个认证很不严谨。书中用到的很多物理理论,比如说超引力,在数学上并不严格,更不用说M理论还远远没有得到实验证实。霍金几乎是等于宣称物理学家一直追求的“统一理论”已经成型,大问题的答案已经有了,可是很多物理学家不会同意他的看法,比如中科院理论物理研究所的李淼就不买账。
不过,霍金也解释了为什么M理论是最佳选择。首先,如果你的宇宙是一个连续系统,它的物理定律不随时间改变,那么其中必定能量守恒。其次,这个守恒的总能量必须等于0。这是因为如果能量大于0,宇宙就无法被凭空创造出来;而如果能量小于0,它就可以在真空中的任何地方出现。更进一步,既然宇宙的总能量为0,而在其中制造星球需要正的能量,那么它就必须包含引力,因为引力提供负能量。最后,这个引力必须用超引力理论来描述才能消除无穷大项,而M理论正是超引力的最一般理论。
霍金甚至提出了这套理论的一个预言:如果宇宙真是这样诞生的,那么在微波背景辐射中应该能观测到某种精微的特征。这种特征目前的观测手段还看不到,但将来或许成为可能。
物理定律必须处处管用,以至于上帝就算存在也无事可做;而一个好的物理理论必须不但能够解释已知的现象,还能对未知的现象作出预言。这就是物理学的两个逻辑。霍金的学说显然符合第一个逻辑,只是不知道它能不能符合第二个。
我们生活的宇宙“并不是真实的”?科学家:人类活在虚拟世界里
自人类结束了封建 社会 后,就踏入了科学时代,随着近百年的发展,人类的科学技术不断突破升级,发明了各式各样的机器,其中最让人类为之自豪的则是——计算机。
计算机研制成功后,网络技术也油然而生,各种程序和 游戏 层出不穷。我们都知道, 在电脑里的一切都是虚拟的,比如 游戏 中的人物,他们永远不知道自己是由程序组成的,也不会认为自己处于虚拟世界里。
那么,此时有人会问, 我们人类所生活的世界里,会是虚拟是世界吗?
虚拟世界早在许多年前就已经被人提出,SpaceX创始人伊隆·马斯克曾经在美国加州技术大会Code Conference上说了一句震惊全场的一句话 :“我们生活中真实世界里的概率为10亿分之一”。
起初,观众以为他所说的虚拟世界是是计算机里的虚拟世界,但马斯克纠正到,所谓的虚拟世界就是我们如今生活的世界。最后,他为了证实该言论,引用了一个视频 游戏 发展的过程,视频中的 游戏 变得愈来愈真实,马斯克认为 模拟在发展的过程中我们很容易把虚拟和现实混淆 。事实的确如此,如今的 游戏 愈发真实,再加上VR技术,许多人认为在数十年后人类将分不清真实世界和虚拟世界。综上所述 ,我们生活的世界是不是一个极为真实的虚拟世界呢?而我们每个人都是一个程序,“现实生活中的NPC”?
关于虚拟世界,许多科学家都研究过,并认为我们所处的生活可能是虚拟和真实世界的融合。
如今,宇宙中已知最快速度为光速,而人类一直把光速作为目标,但飞行器已知的极限速度也只是光速的十分之一,想把速度突破到更快一点的话,成为了举步维艰的一件事。
之所以无法突破光速是因为光速是宇宙定律中的极限速度,也就是说没有比光速更快的速度了。他像电脑虚拟世界里的CPU,有一种上限。也就是说,无论是现实生活还是虚拟世界里速度都有一个限制,难道这一切都是巧合吗?
双缝实验是电子微观物体波动性与粒子性的实验,能射影出双路径。换而言之,一个事物在有人和没人观察时会呈现出不同的形态,就像如今的宇宙,某种东西在对其进行操控,但我们无法察觉。
这就和电脑里的虚拟世界一样,它的构成需要程序的操控。
这个宇宙之所以能完好地运作和形成,就是在量子的效应下完成,量子纠缠就好比对立的两个原子,无论它们之间的距离有多遥远,或者藏在不同的地方,只要其中的一个原子发生了变化,而另一个原子也会随着变化。
如今,科学也无法解释这种效应,它们的存在十分的神奇,就像一个程序一样刻板执行,存在程序之内的事物无法改变程序本身的运行。换而言之,我们就像宇宙中的程序因子,我们的命运被掌握。
有人说, 我们的生活不就是实实在在的吗?怎么可能是虚拟世界呢?
想必有人看过《黑客帝国》,里面的人出生就被困于培养皿中,一辈子都活在虚拟世界,而这个虚拟世界和现实世界几乎一模一样,能感受得到疼痛,入伙在虚拟世界里面死了,现实中的自己也会死去。除此之外, 在虚拟世界的人永远不会认为自己活在虚拟世界,因为所处的世界过于真实。
如果未来VR技术成熟,一比一还原真实世界, 那你进入了VR世界是否还分得清现实和虚拟?
我们不妨大胆的想象, 如果宇宙中存在领先人类数个等级的高级文明,他们创造了如今的“虚拟”宇宙,而这个宇宙的所有规律都是数字程序 ,那地球与所见的其他星系也可能是数字程序的后果。虽然在我们看来,我们就是真实存在的,但在高级文明眼里,我们会不会是超级计算机里的一段数字程序?
科技 发展到一定程度,创造出虚拟宇宙站在理论的角度上是完全可行的,正因为人类如今的 科技 越来越发达,许多科学家猜测, 人类生活的这个世界可能是“伪造”的。
再加上人类如今的 科技 和意识,无法辨别自身所处的世界究竟是否真实,也许,只有当我们的 科技 发展到一定程度的时候才能看清事情的本质,又或者永远活在虚拟当中。
反观整个世界,宇宙之大,隐藏着无数秘密,揭不完的神秘面纱无穷无尽,宇宙的真谛也永远无法弄透。最后,我觉得 无论生活中虚拟还是真实世界中,这一切都不重要了,既然存活于这个世上就应该活出自我,即使遇到再大的挫折第二天的阳光依然会洒满大地。
我们的世界是真实的还是虚拟的?有什么科学依据?
当我们降临这个世界,睁开眼的那一刻,就看到了我们这个世界,蓝天,白云,鸟语花香,周围的一切都是那么的真实。很少有人会去思考这个世界的真实性,如果在没有什么科技的古代,有人去质疑这个世界的真实性,相信周围的人都会将他当成一个疯子。
自古以来,很多人都相信:眼见为实。可是眼睛看到的真的就是真实的世界吗?人类眼中的蓝天,白云,金色的阳光等,在其它动物的眼中是一样原吗?科学家通过研究发现,在不同动物的世界里,天未必是蓝的,有可能是黑的。原因就是人类眼睛只能感觉到可见光,至于红外光、紫外光都是不可见的,唯有通过机器才可以看到。
人类听到的声音范围也是有限的,很多的声音,人类的耳朵是听不到的,而其它的一些动物却可以。再比如人类的感官是三维,可以感觉到三维世界。而蚂蚁的感官是二维,在蚂蚁的世界里,它只能看到平面图,也就长和宽,看不到高度,曾经有科学家做过实验,将蚂蚁面前的一粒食物吊起来放在它头顶上方。
这个时候蚂蚁会惊慌失措,四周寻找食物,可是却丝毫不会去怀疑头顶上方有食物,原因就是它无法感知到高度,即使食物就在它的眼角上方,它也看不到。因此科学家认为人类所看到的世界或许并不是真实的世界,随着科技的快速发展,人类对这个世界的认知也在不断深入,这个时候有一些大胆的人提出虚拟世界,虚拟宇宙一说。
有人猜测,我们看到的这个世界有可能只是一个虚拟的世界,是超级计算机的程序,而这个宇宙也是一个虚拟宇宙。这样的猜想最初得到了很多人的不认同,认为这是在胡说八道,可是随着时间的推移,科技的快速发展,这种反对的声音在不断减少,反而是有越来越多的人们开始认同这个猜想,一部分科学家也开始对此进行研究探索。
可能有人会说了,我每天上班,下班,和同事们共同工作,和老婆孩子快乐生活。难道这一切都是假的吗?事实上,如果我们真的身处一个虚拟世界中,我们也是丝毫不会感觉它就是假的。相信很多朋友都有过做梦的经历,有一些梦境非常的真实,你在梦中也会经历人生的各种坎坷。
身处梦中的时候,你丝毫不会感觉那是假的,认为它们就是真实发生和经历的事情。可是当你梦醒的那一刻,你才真正明白,那原来只是一个美好的梦。有少数人还做过清醒梦,就是在梦中你可以保持清醒,知道那一切都是假的,可是你仍然会被梦中那些场景感到震撼,因为它们跟现实世界没什么区别。
科学家研究发现,人类亲身感受到这个世界的一切,都是通过听觉、视觉、触觉等来实现的,而这些都是受到神秘大脑控制,大脑想让你看到什么,听到什么,感觉到什么,你就能够实现。那么这一切由大脑控制的感官看到的这个世界是真实的吗?会不会只是一个虚拟的幻觉?
相信很多朋友都看到过《黑客帝国》系列,其中超级计算机建造了一个虚拟世界,现实中的人们反而成为了这个虚拟世界的能量供应者。而在电脑建造的虚拟程序世界里,和现实世界几乎一样,你可以在虚拟世界中生活,工作,娶妻生子等。
还有一部科幻电影,小编忘记叫什么名字了,影片中描述了人工智能统治了世界,为了让人类不再和它们竞争,人工智能建造了一个虚拟世界,然后将所有的人类催眠进入了那个虚拟世界。人类生活在虚拟世界当中,仍然和现实世界一样,文明不断向前发展,走进了科技时代,发展科技,探索宇宙。
而生活在虚拟世界的人类数千年,数万年来丝毫不知道它们其实一直生活在人工智能建造的虚拟世界中,直到走进科技时代之后,有科学家通过实验发现了一些蛛丝马迹,才开始怀疑所处世界的真实性。
我们现在生活的世界有可能也是这样,或许在我们未知的外面,正有一双眼睛盯着人类文明发展的一切。有可能我们的这个世界,这个宇宙就是高级文明创建的一个虚拟世界,而人类只是其中的一些程序。由于人类这道程序通过不断的进化和演化,慢慢智能化,并开始发展科技。
有了科技的帮助,一些科学家也通过实验发现了一些蛛丝马迹,开始怀疑这个世界的真实性。可能有人会说了,什么样的实验能够证实这个世界,这个宇宙可能是假的呢?其实这个实验并不复杂,我们每一个人在高中时代都做过,它就是电子双缝干涉实验。
相信大家对这个实验并不陌生,它是用来证明光的波粒二象性,科学家也用它证明了各种粒子的波粒二象性。最初的科学实验并没有发现这个实验有什么特别之外,它非常方便真实地向人们展现了光的波粒二象性。
可是后来,科学家希望将这个实验用摄像头记录下来的时候,意外发生了。原来在电子双缝实验的周围只要加入观测记录设备,粒子的波粒二象属性立马消失,原来呈现波粒二种特性的光子,电子等,都只剩下了粒子一个特性,波的特征消失了,这是怎么回事?
科学家通过反复的实验,采取各种观测设备都是同样的问题,只要观测设备加入,波的特性立马消失,撤掉观测之后,它们立马又出现了。双缝实验带给人们无数猜想,观察者是否存在为何会影响实验结果?难道电子处在两个不同空间?可根据实际情况来看,电子一直处在同一空间同一区域内。对此,有科学家提出了虚拟世界的假说,认为我们这个世界,这个宇宙是虚拟的。电子双缝实验中,不让观察者介入记录就是一个非常好的明证,可能是怕人类发现其中的奥秘,从而发现这个世界的真相。
当然,这个世界是虚拟的还是真实的,目前科学界没有肯定的答案,如果要证明这个世界是虚拟的,还需要科学家找寻到更多的证据才行。当然,对于人类来说,我们并不希望这个世界是虚拟的,那对于整个人类文明来说,绝对会是一场巨大的地震。
由此可见,科技的力量有多么强大,人类对这个世界,对这个宇宙了得越多,反而越感到害怕和迷茫。可能真接近世界的真相,越不是人类愿意看到的结果,不管如何,人类既然走进了科技时代,就是为了探索这个世界的奥秘而来,不管未来的真相如何,我们都要勇敢去探索面对。只有这样,人类文明才能够不断增加,不断壮大,即使这个世界是虚拟的,人类是智能程序,那么只要科技足够发达了,虚拟程序依然可以反客为主,走出这片可能的虚拟世界,进入真实的世界,成为新世界的霸主。
当年的双缝干涉实验,为啥被誉为人类历史上最恐怖的实验?
首先我们要知道什么叫做双缝干涉实验,其实对于我们工科的学生来说,这个实验并不陌生。在大学的时候,很多专业都要进行这样一个物理实验。首先什么叫双缝干涉实验,它指的是平行的单色光,投射到一个有两条狭缝的一个挡板上,这两条狭缝之间的距离非常相近的,平行光的光波同时传到狭缝中成了两个振动情况总是相同的波源,这个波源称之为相干波源,它们发出的光在档板后面的空间相互叠加的一个现象。其实双缝干涉实验它主要是验证了光的波粒二重性也就是我们所说的波动性和粒子性的一个典型的实验。
双缝干涉
那么我们为什么说这个实验是非常恐怖的呢?其实就是因为在刚开始进行这个实验的时候,有一个科学家就在思考,他说如果他把光子一个一个的发射出去,而不是一次性的撒出去的话,那么这些光子会不会不会有相互的影响,但是很快这个结果是让他感到震惊的,因为发现无论你是一个一个的发射还是一起发射它的干涉图样还是同样的出现,而且没有一个人能解释这个不可思议的一个现象。
令人恐怖的实验
但是还有一个更加恐怖的就是有一个叫梅里的科学家说,他想装个摄像机记录下粒子的运动轨迹,但是出乎意料的是,在他加了这个摄像机之后,这些粒子就不动了,它们立刻停止了表演,就好像知道他装了摄像机一样。感觉这些光子似乎有思想一样。这一现象让所有的人都毛骨悚然,让他们感到震惊。
摄像机
而且一直到现在都没有人能够给出一个明确的一个解释,解释这个现象是怎么发生的。而且这个实验也曾经登顶过21世纪初科学界评选的,令人头皮发麻的十大实验之首。由此可以得知,这个实验是多么的令人感到震惊和奇怪的。
神级预言黑客帝国,我们真的是生活在虚拟世界中吗?
电影《黑客帝国》可以说是一代科幻的鼻祖,放到现在,我也难以想象那个时代的思想比现在还有超前。这部电影围绕了一个核心:人类生活在虚拟世界。真的有够天马行空,但是有时候我们又自顾怀疑:人类真的生活在模拟中吗?
无数哲学家、物理学家、技术专家,一直在努力思考我们的现实可能是一个虚拟投影。有些人试图找出我们能辨别我们是否是模拟生物的方法,甚至还有其他人试图计算我们成为虚拟实体的可能性。现在,一项新的分析表明,我们生活在基本现实中的可能性是相当平均的,这意味着我们的世界是一个没有被模拟的存在。但这项研究也表明,如果人类能够发展出模拟有意识的生物的能力,那么我们也有可能成为其他人电脑里的虚拟居民。
博斯特罗姆的三命题
2003年,博斯特罗姆设想了一个技术娴熟的文明,它拥有巨大的计算能力,需要一小部分这种能力来模拟新的现实,其中有意识的存在。在这种情况下,他的模拟论证表明,在下面的三重困境中,至少有一个命题是正确的:首先,人类几乎总是在达到模拟悟性阶段之前就灭绝了。第二,即使人类进入了那个阶段,他们也不太可能对模拟自己祖先的过去感兴趣。第三,我们生活在模拟中的概率接近1。
在博斯特罗姆之前,电影《黑客帝国》已经尽其所能普及模拟现实的概念。从柏拉图的洞穴寓言到庄周的蝴蝶梦,这一思想在东西方哲学传统中有着深厚的渊源。最近,埃隆·马斯克在2016年的一次会议上表示,我们的现实是一个模拟的概念:“我们处于基本现实的可能性是十亿分之一。”。
为了更好地处理博斯特罗姆的模拟论证,哥伦比亚大学的天文学家大卫·基平决定求助于贝叶斯推理。这类分析使用了贝叶斯定理,该定理以18世纪英国统计学家兼大臣托马斯·贝耶斯的名字命名。贝叶斯分析允许人们通过首先对被分析的事物做出假设(赋予它一个“先验”概率),来计算某件事情发生的几率(称为“后验”概率)。
验证
基平一开始就把这三个难题变成了一个两难的境地。他把命题1和2分解成一个陈述,因为在这两种情况下,最终的结果是没有模拟。因此,这个困境使一个物理假设(没有模拟)与模拟假设相悖。基平说:“你只要给这些模型分配一个先验概率。“我们只是假设无差异原则,这是当你没有任何数据或倾向时的默认假设。”
分析的下一个阶段需要思考“假释”现实,即可以产生其他现实的“未诞生”现实,即不能模拟后代现实的“未诞生”现实。如果物理假设是真的,那么我们生活在未出生的宇宙中的概率就很容易计算出来:它将是100%。基平随后指出,即使在模拟假设中,大多数模拟的现实也会是未诞生的。这是因为随着模拟产生了更多的模拟,每一个下一代可用的计算资源将减少到这样一个地步,即绝大多数的现实将是那些没有必要的计算能力来模拟能够承载有意识存在的后代实相。
把所有这些都放到一个贝叶斯公式中,答案就出来了:我们生活在基本现实中的后验概率,与我们是一个模拟的后验概率几乎相同,概率只会稍微偏向基本现实。基平分析的结果是,根据目前的证据,马斯克认为我们生活在基本现实中的概率是十亿分之一,这是错误的。
加州理工学院计算数学专家霍曼·奥哈迪曾考虑过这个问题。他说:“如果模拟具有无限的计算能力,你就不可能看到你生活在虚拟现实中,因为它可以计算出你想要的任何东西,达到你想要的真实程度。如果这个东西能被检测到,你必须从计算资源有限的原则出发。”
虚拟钥匙:量子
对奥哈迪来说,寻找这种计算捷径所产生的潜在悖论的最有希望的方法是通过量子物理实验。量子系统可以以叠加态存在,这种叠加可以用一种叫做波函数的数学抽象来描述。在标准量子力学中,观察行为会导致波函数随机崩塌为许多可能的状态之一。物理学家们在崩溃过程是真实的还是仅仅反映了我们对系统的认识的变化这一问题上存在分歧。
为此,奥哈迪和他的同事们研究了双缝实验的五种概念变化,每一种都是为了让模拟出错。但他承认,在现阶段不可能知道这样的实验是否可行。哈多维说,这些只是猜测。
马里兰大学帕克分校的物理学家佐赫达沃迪(zohrehdavoudi)也接受了这样一种想法:用有限的计算资源进行模拟可以揭示自己。她的工作集中在强大的相互作用,或强大的核力量,大自然的四种基本力量之一。描述强相互作用的方程组把夸克凝聚在一起形成质子和中子,它们是如此复杂以至于无法解析求解。为了理解强相互作用,物理学家被迫进行数值模拟。与任何假定的拥有无限计算能力的超文明不同,它们必须依靠快捷方式使这些模拟在计算上可行,通常是通过考虑时空是离散的而不是连续的。迄今为止,研究人员通过这种方法得到的最先进的结果是模拟了一个由两个质子和两个中子组成的氦原子核。
就算人类世界是模拟,那么模拟假设必然是精心设计的,假设现实嵌套在现实之上,以及模拟实体,它们永远无法分辨它们在模拟中。也许我们生活在基本的现实中,但是处处透着虚拟
双缝实验为什么恐怖 原因是什么
如果人没有进行观测,电子就会从两条缝隙中穿过,可一旦观测,就会看到电子是从其中一条缝隙中穿过,可以简单理解成其中一条缝隙的电子因被观测而坍缩导致看不见,但两种情况都会在墙面上留下两个条纹。这就是双缝实验恐怖的原因了。
1 双缝试验为什么恐怖
如果电子是互不干涉地运动,穿过双缝落到黑板上是两道痕迹。如果电子是以波的形式运动,由于波之间存在干涉,穿过双缝落到黑板上是一道道痕迹。一开始实验表明电子以波的形式运动。即使一个个电子发射,黑板上还是一道道痕迹。于是科学家想知道为什么一个个电子发射也会有波的现象,于是将高速摄像机对准双缝以便观察。重点来了:当想进一步观察时,粒子却是是互不干涉地运动,穿过双缝落到黑板上是两道痕迹!
双缝实验,著名光学实验,在1807年,托马斯·杨总结出版了他的《自然哲学讲义》,里面综合整理了他在光学方面的工作,并在里面第一次描述了双缝实验:把一支蜡烛放在一张开了一个小孔的纸前面,这样就形成了一个点光源(从一个点发出的光源)。现在在纸后面再放一张纸,不同的是第二张纸上开了两道平行的狭缝。从小孔中射出的光穿过两道狭缝投到屏幕上,就会形成一系列明、暗交替的条纹,这就是现在众人皆知的双缝干涉条纹。
试验本身没什么问题,证明了光有波粒二象性,但是科学家们想观察清楚如何会这样,于是他们在微观层面上来观察,架设高速摄像机,观察光子是如何一个一个通过缝隙形成波干涉的,这时候神奇的事情出现了,光子波的特性消失了!又变成人类最容易理解的粒子,只出现了两条条纹。这才引出了超级可怕和诡异的电子双缝干涉实验和后来石破天惊的的“延迟选择实验”,给整个人类带来了前所未有的思想冲击。
1 对实验的诠释
哥本哈根诠释
哥本哈根诠释为许多先驱量子力学学者的共识。哥本哈根诠释明确地阐明,数学公式和精确实验给出很多关于原子尺寸的知识,任何大胆假设都不应该超越这些知识范围。概率波是一种能够预测某些实验结果的数学构造。它的数学形式类似物理波动的描述。概率波的概率幅,取其绝对值平方,则可得到可观测的微观物理现象发生的概率。应用概率波的概念于双缝实验,物理学家可以计算出微观物体抵达探测屏任意位置的概率。
除了光子的发射时间与抵达探测屏时间以外,在这两个时间之间任何其它时间,光子的位置都无法被确定;为了要确定光子的位置,必须以某种方式探测它;可是,一旦探测到光子的位置,光子的量子态也会被改变,干涉图样也因此会被影响;所以,在发射时间与抵达探测屏时间之间,光子的位置完全不能被确定。
一个光子,从被太阳发射出来的时间,到抵达观察者的视网膜,引起视网膜的反应的时间,在这两个时间之间,观察者完全不知道,发生了什么关于光子的事。或许这论点并不会很令人惊讶;可是,从双缝实验可以推论出一个很值得注意的结果;假若,用探测器来探测光子会经过两条狭缝中的那一条狭缝,则原本的干涉图样会消失不见;假若又将这探测器所测得路径信息摧毁,则干涉图样又会重现于探测屏,这引人思维的现象将双缝实验的程序与结果奥妙地连结在一起。
路径积分表述
路径积分表述是理查·费曼提出的一个理论(费曼强调这个表述只是一种数学描述,而并不是尝试描述某些无法观察到的真实程序)。路径积分表述不采用粒子的单独唯一运动轨道这种经典概念,取而代之的是所有可能轨道的总和。使用泛函积分,可以计算出所有可能轨道的总和。
路径积分表述阐明,假设一个光子要从发射点 a 移动至探测屏的位置点 d ,它会试着选择经过所有的可能路径,包括选择同时经过两条狭缝的路径;可是,假若用探测器,来观察光子会经过两条狭缝中的那一条狭缝,整个实验设置立刻有所改变;假设探测器的位置为点e,而探测器观察到光子,则新的路径是从点 e到点 d;这样,在点e与点d 之间,只有空旷的空间,并没有两条狭缝,所以不会出现干涉图样。
网友评论
最新评论
了什么”这个问题。即在早期宇宙的极端条件下,时间维被扭曲得好像一个空间维,也就是说那时有四维空间而没有时间。也就不存在“之前”的问题。进一步,早期宇宙处于量子态,而它的历史则是所有满足“无边界条件”的历史叠加的结果。一个量子的宇宙可以自发地诞生。 作者简介 : 斯蒂芬·霍金 ,任 剑桥
选择同时经过两条狭缝的路径;可是,假若用探测器,来观察光子会经过两条狭缝中的那一条狭缝,整个实验设置立刻有所改变;假设探测器的位置为点e,而探测器观察到光子,则新
。为什么提出这么奇怪的要求呢?原来是这些人认为,金鱼通过曲面的鱼缸所观察到的外部世界是扭曲的,这对金鱼来说实在是太残酷了,属于虐待动物,所以应该禁止。 引出思考:你怎么知道我们人类所观察到的世界就是没有被扭曲过的呢?难道我们人类就不能处于某一个巨大的鱼缸之中
的可能路径,包括选择同时经过两条狭缝的路径;可是,假若用探测器,来观察光子会经过两条狭缝中的那一条狭缝,整个实验设置立刻有所改变;假设探测器的位置为点e,而探测器观察到光子,则新的路径是从点 e到点 d;这样,在点e与点d 之间,只有空旷的空间,并没有两条狭缝,所以不会出现干涉图样。
游戏 中的人物,他们永远不知道自己是由程序组成的,也不会认为自己处于虚拟世界里。 那么,此时有人会问, 我们人类所生活的世界里,会是虚拟是世界吗? 虚拟世界早在许多年前就已经被人提出,SpaceX创始人伊隆·马斯克曾经在美国加州技术大会Code Conference上说了一句震惊全场的一句话